Yster is 'n element wat aan elke persoon op ons planeet bekend is. En daar is niks verbasend hierin nie. Inderdaad, wat die inhoud daarvan in die aardkors (tot 5%) betref, is hierdie komponent die algemeenste. Slegs 'n veertigste van hierdie reserwes kan egter gevind word in afsettings wat geskik is vir ontwikkeling. Die hoofertsminerale van yster is sideriet, bruin ystererts, hematiet en magnetiet.
Oorsprong van die naam
Waarom het yster hierdie naam? As ons die tabel van chemiese elemente oorweeg, dan word hierdie komponent daarin gemerk as "ferrum". Dit word afgekort as Fe.
Volgens baie etimoloë het die woord "yster" na ons gekom uit die Proto-Slawiese taal, waarin dit soos zelezo geklink het. En hierdie naam kom uit die leksikon van die antieke Grieke. Hulle het die metaal wat vandag so bekend is, "yster" genoem.
Daar is 'n ander weergawe. Volgens haar het die naam "yster" na ons gekom uit Latyn, waarhet "sterreë" beteken. Die verklaring hiervoor lê in die feit dat die eerste monsters van hierdie element wat deur mense ontdek is van meteorietoorsprong was.
Ystergebruik
In die geskiedenis van die mensdom was daar 'n tydperk toe mense yster meer as goud gewaardeer het. Hierdie feit word opgeteken in Homer's Odyssey, wat sê dat die wenners van die speletjies wat deur Achilles gereël is, benewens goud ook 'n stuk yster gekry het. Hierdie metaal was noodsaaklik vir byna alle ambagsmanne, boere en krygers. En dit was die groot behoefte daaraan wat die beste enjin vir die vervaardiging van hierdie materiaal geword het, asook verdere tegniese vooruitgang in die vervaardiging daarvan.
9-7 cc. vC. as die Ystertydperk in die menslike geskiedenis beskou. Gedurende hierdie tydperk het baie stamme en volke van Asië en Europa metallurgie begin ontwikkel. Yster is egter vandag nog in groot aanvraag. Dit is immers steeds die hoofmateriaal wat vir die vervaardiging van gereedskap gebruik word.
Kaasproduk
Wat is die tegnologie vir die vervaardiging van blomyster, wat die mensdom begin ontgin het met die aanbreek van die ontwikkeling van metallurgie? Die heel eerste metode wat deur die mensdom uitgevind is, is kaasmaak genoem. Boonop is dit vir 3000 jaar gebruik, en het nie verander vanaf die tyd van die einde van die Bronstydperk tot die tydperk tot die 13de eeu nie. Die hoogoond is nie in Europa uitgevind nie. Hierdie metode is rou genoem. Horings vir hom is van klip of klei gebou. Soms het stukke slak as materiaal vir hul mure opgetree. Die laaste weergawe van die smee van binne wasbedek met vuurvaste klei, waarby sand of fyngemaakte horing gevoeg is om kwaliteit te verbeter.
Wat maak flitsyster? Die voorbereide putte is gevul met "rou" weide of moeraserts. Die smeltruimte van sulke oonde is met houtskool gevul, wat dan deeglik verhit is. Aan die onderkant van die put was 'n gat vir lugtoevoer. Eers is dit met handbalg geblaas, wat later deur meganiese vervang is.
In die heel eerste smee is natuurlike trek georganiseer. Dit is uitgevoer deur spesiale gate - spuitpunte, wat op die mure van die onderste deel van die oond geleë was. Dikwels het antieke metallurge lugtoevoer verskaf deur die gebruik van 'n ontwerp wat dit moontlik gemaak het om die effek van 'n pyp te verkry. Hulle het 'n hoë en terselfdertyd smal binneruimte geskep. Baie dikwels is sulke oonde aan die voet van die heuwels gebou. Hierdie plekke het die grootste natuurlike winddruk gehad, wat gebruik is om trekkrag te verhoog.
As gevolg van die voortdurende proses is erts in metaal omgeskakel. Terselfdertyd het die leë rots geleidelik afgevloei. Ysterkorrels het aan die onderkant van die oond gevorm. Hulle het aan mekaar vasgesteek en in die sogenaamde "kruiper" verander. Dit is 'n los sponsagtige massa wat met slak geïmpregneer is. In die oond was die kraker witwarm. Dit was in hierdie toestand dat hulle dit uitgehaal en vinnig vervals het. Stukke slak het net afgeval. Vervolgens is die resulterende materiaal in 'n monolitiese stuk gesweis. Die resultaat was spoggerige yster. Die finale produk was soos 'n platbrood gevorm.
Wat wassamestelling van blomyster? Dit was 'n legering van Fe en koolstof, wat baie klein was in die finale produk (as ons die persentasie in ag neem, dan nie meer as honderdstes nie).
Die bloeiende yster wat mense in die rou-oond ontvang het, was egter nie baie hard en duursaam nie. Daarom het produkte wat van sulke materiaal gemaak is, vinnig misluk. Spiese, byle en messe was gebuig en het nie lank skerp gebly nie.
Staal
In die vervaardiging van yster in smee, saam met sy sagte klonte, was daar ook dié wat 'n hoër hardheid gehad het. Dit was stukke erts wat tydens die smeltproses in noue kontak met houtskool was. 'n Man het hierdie patroon opgemerk en het doelbewus begin om die area in kontak met steenkool te vergroot. Dit het dit moontlik gemaak om die yster te verkol. Die gevolglike metaal het begin voldoen aan die behoeftes van vakmanne en diegene wat produkte gebruik wat daarvan gemaak is.
Hierdie materiaal was staal. Dit word tot vandag toe nog gebruik in die vervaardiging van 'n groot aantal strukture en produkte. Staal, wat deur antieke metallurge gesmelt is, is flitsyster, wat tot 2% koolstof bevat.
Daar was ook iets soos sagte staal. Dit was flitsyster, wat minder as 0,25% koolstof bevat het. As ons die geskiedenis van metallurgie in ag neem, dan was dit sagte staal wat in die aanvanklike stadium van kaasproduksie vervaardig is. Wat is 'n ander naam vir flitsyster? Daar is ook 'n derde verskeidenheid. Wanneer dit meer as 2% koolstof bevat, dandis gietyster.
Uitvinding van die hoogoond
Die blommetode om yster te bekom deur gebruik te maak van rou-bloed smee was baie afhanklik van die weer. Vir so 'n tegnologie was dit immers belangrik dat die wind in die vervaardigde buis moes waai. Dit was die begeerte om weg te kom van die grille van die weer wat 'n persoon gelei het om pelse te skep. Dit was die toestelle wat nodig was om die vuur in die rou-oond aan te blaas.
Na die verskyning van die blaasbalk is smee vir metaalproduksie nie meer op heuwels gebou nie. Mense het 'n nuwe tipe stowe, genaamd "wolfputte" begin gebruik. Dit was strukture, waarvan een deel in die grond was, en die tweede (huise) het bo dit uitgetoring in die vorm van 'n struktuur gemaak van klippe wat deur klei aanmekaar gehou is. Aan die basis van so 'n oond was daar 'n gat waarin 'n blaasbalg gesteek is om die vuur aan te blaas. Die steenkool wat in die huis gelê is, is verbrand, waarna dit moontlik was om die kraker te kry. Sy is deur die gat, wat gevorm is nadat verskeie klippe uit die onderste deel van die struktuur verwyder is, uitgetrek. Vervolgens is die muur herstel en die oond is gevul met erts en steenkool om oor te begin.
Blink ysterproduksie is voortdurend verbeter. Met verloop van tyd het huise groter begin gebou word. Dit het 'n toename in die produktiwiteit van die meganismes genoodsaak. As gevolg hiervan het steenkool vinniger begin brand, wat die yster met koolstof versadig het.
Gietyster
Wat word die hoë-koolstof flitsyster genoem? Soos dit washierbo genoem, dit is gietyster wat vandag so algemeen is. Sy onderskeidende kenmerk is die vermoë om teen relatief lae temperature te smelt.
Bsteenyster - gietyster in soliede vorm - dit was onmoontlik om te smee. Daarom het die antieke metallurge aanvanklik geen aandag aan hom gegee nie. Van 'n enkele hou met 'n hamer het hierdie materiaal eenvoudig in stukke gebreek. In hierdie verband is gietyster, sowel as slak, aanvanklik as 'n afvalproduk beskou. In Engeland is hierdie metaal selfs "pigyster" genoem. En eers met verloop van tyd het mense besef dat hierdie produk, terwyl dit in vloeibare vorm is, in vorms gegooi kan word om verskeie produkte te verkry, byvoorbeeld kanonkoeëls. Danksy hierdie ontdekking in die 14-15 eeue. in die industrie begin om hoogoonde vir die vervaardiging van ru-yster te bou. Die hoogte van sulke strukture het 3 meter of meer bereik. Met hulle hulp is gietyster gesmelt vir die vervaardiging van nie net kanonkoeëls nie, maar ook die kanonne self.
Ontwikkeling van hoogoondproduksie
'n Ware rewolusie in die metallurgiese besigheid het in die 80's van die 18de eeu plaasgevind. Dit was toe dat een van Demidov se klerke besluit het dat vir groter doeltreffendheid in die werking van hoogoonde, lug aan hulle verskaf moet word nie deur een nie, maar deur twee spuitpunte, wat aan beide kante van die vuurherd geleë moet wees. Geleidelik het die aantal sulke spuitpunte gegroei. Dit het dit moontlik gemaak om die blaasproses meer eenvormig te maak, die deursnee van die vuurherd te vergroot en die produktiwiteit van die oonde te verhoog.
Die ontwikkeling van hoogoondproduksie is ook vergemaklik deur die vervanging van houtskool,waarvoor woude afgekap is, vir coke. In 1829, in Skotland, by die Clayde-aanleg, is warm lug vir die eerste keer in die hoogoond geblaas. So 'n innovasie het die produktiwiteit van die oond aansienlik verhoog en brandstofverbruik verminder. Deesdae is die hoogoondproses verbeter deur van die kooks met aardgas te vervang, wat selfs 'n laer koste het.
Bulat
Wat is die naam van die flitsyster, wat unieke eienskappe het wat in die vervaardiging van wapens gebruik is? Ons ken hierdie materiaal as damast staal. Hierdie metaal is, soos Damaskus-staal, 'n legering van yster en koolstof. Anders as sy ander spesies is dit egter’n spoggerige yster met goeie eienskappe. Dit is veerkragtig en hard, en ook in staat om buitengewone skerpte in die lem te lewer.
Metallurge van baie lande probeer al meer as een eeu die geheim van die vervaardiging van damast staal ontrafel. 'n Groot aantal resepte en metodes is voorgestel wat die byvoeging van ivoor, edelgesteentes, goud en silwer by yster ingesluit het. Die geheim van damastaal is egter eers in die eerste helfte van die 20ste eeu deur die merkwaardige Russiese metallurg P. P. Anosov onthul. Hulle het bloeiende yster geneem, wat in 'n oond met houtskool gelê is, waar 'n oop vuur gebrand het. Die metaal het gesmelt, versadig met koolstof. Destyds was dit bedek met kristallyne dolomiet-slak, soms met die byvoeging van die suiwerste ysterskaal. Onder so 'n laag is die metaal baie intensief van silikon, fosfor, swael en suurstof vrygestel. Dit was egter nie al nie. Die gevolglike staal moes soveel as moontlik afgekoel wordstadiger en rustiger. Dit het dit moontlik gemaak om eerstens groot kristalle met 'n vertakte struktuur (dendriete) te vorm. Sulke verkoeling het direk in die vuurherd plaasgevind, wat met warm steenkool gevul was. In die volgende stadium is vaardige smee uitgevoer, waartydens die gevolglike struktuur nie moet ineenstort nie.
Die unieke eienskappe van damast staal het daarna 'n verduideliking gevind in die werke van 'n ander Russiese metallurg D. K. Chernov. Hy het verduidelik dat dendriete vuurvaste maar relatief sagte staal is. Die spasie tussen hul "takke" in die proses van stolling van yster is gevul met meer versadigde koolstof. Dit wil sê, sagte staal word omring deur harder staal. Dit verklaar die eienskappe van damast staal, vervat in sy viskositeit en terselfdertyd hoë sterkte. So 'n staalbaster tydens smelt behou sy boomstruktuur, en draai dit net van 'n reguit lyn na 'n sigsaglyn. Die eienaardigheid van die gevolglike patroon hang in 'n groot mate af van die rigting van die houe, die sterkte, sowel as die vaardigheid van die smid.
Damaskustaal
In antieke tye was hierdie metaal dieselfde damast staal. 'n Bietjie later het Damaskus-staal egter 'n materiaal genoem wat verkry is deur smeedsweiswerk uit 'n groot aantal drade of stroke. Hierdie elemente is van staal gemaak. Boonop is elkeen van hulle gekenmerk deur 'n ander koolstofinhoud.
Die kuns om so 'n metaal te maak het sy grootste ontwikkeling in die Middeleeue bereik. Byvoorbeeld, in die struktuur van die bekende Japannese lem, het die navorsers bevindsowat 4 miljoen staaldrade van mikroskopiese dikte. Hierdie samestelling het die proses om wapens te maak baie moeisaam gemaak.
Produksie in moderne toestande
Antieke metallurge het 'n voorbeeld van hul vaardigheid gelaat, nie net in wapens nie. Die mees treffende voorbeeld van suiwer bloeiende yster is die beroemde kolom wat naby die hoofstad van Indië geleë is. Argeoloë het die ouderdom van hierdie monument van metallurgiese kuns bepaal. Dit het geblyk dat die kolom nog 1,5 duisend jaar gelede gebou is. Maar die mees verrassende ding lê in die feit dat dit vandag onmoontlik is om selfs klein spore van korrosie op sy oppervlak op te spoor. Die materiaal van die kolom is aan noukeurige ondersoek onderwerp. Dit het geblyk dat dit suiwer flitsyster is, wat slegs 0,28% onsuiwerhede bevat. So 'n ontdekking het selfs moderne metallurge verstom.
Met verloop van tyd het spoggerige yster geleidelik sy gewildheid verloor. Die metaal wat in 'n oophaard of hoogoond gesmelt is, het die grootste aanvraag begin geniet. Wanneer hierdie metodes egter toegepas word, word 'n produk van onvoldoende suiwerheid verkry. Daarom het die oudste metode om hierdie materiaal te vervaardig onlangs sy tweede lewe gekry, wat dit moontlik maak om metaal met die hoogste kwaliteit eienskappe te vervaardig.
Wat word flitsyster vandag genoem? Dit is vir ons bekend as 'n direkte reduksiemetaal. Natuurlik word blomyster vandag nie op dieselfde manier as in antieke tye vervaardig nie. Vir die vervaardiging daarvan word die mees moderne tegnologieë gebruik. Hulle maak dit moontlik om metaal te vervaardig wat feitlik geenvreemde onsuiwerhede. Roterende buisoonde word in produksie gebruik. Sulke struktuurelemente word gebruik vir die verbranding van verskeie grootmaatmateriaal met hoë temperature in die chemiese, sement- en baie ander industrieë.
Wat word flitsyster nou genoem? Dit word as suiwer beskou en word gebruik om 'n metode te verkry wat in wese nie veel verskil van dié wat in antieke tye bestaan het nie. Tog gebruik metallurge ystererts, wat verhit word in die proses om die finale produk te verkry. Vandag word grondstowwe egter aanvanklik aan bykomende verwerking onderwerp. Dit word verryk en skep 'n soort konsentraat.
Moderne industrie gebruik twee metodes. Beide van hulle laat jou toe om flitsyster uit konsentraat te kry.
Die eerste van hierdie metodes is daarop gebaseer om grondstowwe tot die vereiste temperatuur te bring deur gebruik te maak van vaste brandstof. So 'n proses is baie soortgelyk aan dié wat deur die antieke metallurge uitgevoer is. In plaas van vaste brandstof kan gas gebruik word, wat 'n kombinasie van waterstof en koolstofmonoksied is.
Wat gaan vooraf aan hierdie materiaal? Wat is die naam van flitsyster vandag? Nadat die ysterertskonsentraat verhit is, bly pellets in die oond. Dit is uit hulle wat suiwer metaal vervolgens vervaardig word.
Die tweede metode wat gebruik word om yster te herstel is baie soortgelyk in tegnologie aan die eerste. Die enigste verskil is dat metallurge suiwer waterstof as brandstof gebruik om die konsentraat te verhit. Met hierdie metode word yster baie vinniger verkry. Presiesdaarom word dit deur 'n hoër kwaliteit onderskei, want in die proses van interaksie van waterstof met verrykte erts word slegs twee stowwe verkry. Die eerste hiervan is suiwer yster, en die tweede is water. Daar kan aanvaar word dat hierdie metode baie gewild is in moderne metallurgie. Vandag word dit egter selde gebruik, en as 'n reël slegs vir die vervaardiging van ysterpoeier. Dit word verklaar deur die feit dat dit redelik moeilik is om suiwer waterstof te bekom, beide in terme van die oplossing van tegniese probleme en as gevolg van ekonomiese probleme. Berging van die brandstof wat ontvang is, is ook 'n moeilike taak.
Betreklik onlangs het wetenskaplikes nog 'n derde metode ontwikkel vir die vervaardiging van verminderde yster. Dit behels die verkryging van metaal uit ertskonsentraat, sonder om deur die stadium van die transformasie daarvan in korrels te gaan. Studies het getoon dat met hierdie metode suiwer yster baie vinniger geproduseer kan word. Hierdie metode is egter nog nie in die industrie geïmplementeer nie, aangesien dit aansienlike tegnologiese veranderinge en 'n verandering in die toerusting van metallurgie-ondernemings vereis.
Wat is die naam van flitsyster vandag? Hierdie materiaal is vir ons bekend as 'n direkte reduksiemetaal, soms word dit ook sponsagtig genoem. Dit is 'n koste-effektiewe, hoë-geh alte, omgewingsvriendelike materiaal wat nie onsuiwerhede van fosfor en swael het nie. As gevolg van sy kenmerke word bloeiende yster in die ingenieursbedrywe (lugvaart, skeepsbou en instrumentasie) gebruik.
Fechral
Soos jy kan sien, vandag wanneer jy dit gebruikdie mees moderne tegnologieë gebruik materiaal soos bloeiende yster. Fechral is ook 'n gesogte legering. Benewens yster bevat dit komponente soos chroom en aluminium. Nikkel is ook teenwoordig in sy struktuur, maar nie meer as 0,6%.
Fechral het goeie elektriese weerstand, hoë hardheid, werk uitstekend met hoë alumina-keramiek, het geen neiging om putte te kry nie en is hittebestand in 'n atmosfeer wat swael en sy verbindings, waterstof en koolstof bevat. Maar die teenwoordigheid van yster in die legering maak dit redelik bros, wat dit moeilik maak om die materiaal in die vervaardiging van verskeie produkte te verwerk.
Fechral word gebruik in die vervaardiging van verwarmingselemente vir laboratorium- en industriële oonde, waarvan die maksimum bedryfstemperatuur 1400 grade is. Soms word dele van hierdie legering vir ander doeleindes gebruik. Hulle word in huishoudelike verwarmingstoestelle geplaas, sowel as in elektriese toestelle van termiese werking. Fechral is wyd gebruik in die vervaardiging van elektroniese sigarette. Ook 'n legering van yster, aluminium en chroom is in aanvraag op die gebied van die vervaardiging van weerstandselemente. Dit kan byvoorbeeld aansit-remweerstande van elektriese lokomotiewe wees.
Fechral word gebruik om draad, sowel as draad en lint te vervaardig. Soms word sirkels en stawe daaruit verkry. Al hierdie produkte word gebruik in die vervaardiging van verskeie vorme van verwarmers vir elektriese oonde.
